600MW等级发电机技术介绍

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主要结构特点
氢内冷定子出线
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主要结构特点
转子的可靠性设计——
1. 气隙取气通风方式 2. 联轴器与转轴整体锻造
3. 轴流式风扇采用悬挂式风叶
4. 槽部和端部的滑移设计+股线间的防铜磨损设计 5. 埋入式转子槽楔 6. 阻尼绕组以及转子本体与护环搭接处镀银 7. 小直径集电环＋可拆卸式盒式刷握设计
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主要结构特点
定子端部绑扎结构
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主要结构特点
定子端部绑扎
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主要结构特点 定子绕组端部固定图
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主要结构特点
定子槽内布置
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主要结构特点 定子绕组端部固定
1、汽轮发电机的定子绕组端部处在端部漏磁场中，而端部绕组又长，线负 荷大电机电动力大且又不易固定得像槽内线棒那样牢靠，因此容易受到 电磁力的危害。 2、电机定子端部结构是刚—柔绑扎固定结构： 2.1 整个定子绕组端部通过绝缘支架、大小绑环、绑带、绝缘垫块和适形材 料及拉紧装置等将端部绕组在径向和切向上固定成一体，在径向和切向 上刚度大。 2.2 其轴向自由伸缩结构是通过端部的滑动销与固定在铁心端盖上的铜支架 相连接。当温度变化端部绕组变形时，滑动销可在铜支架上自由滑动， 即在轴向上有良好的弹性，同时也增大了电机进相调峰能力。
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主要结构特点
转子槽形
转子旋转方向
埋入式槽楔
防磨损垫条 匝间绝缘
进风斗迎 向转子旋 转方向， 当转子高 速旋转时， 形成风道 的通风动 力，从而 冷却转子。
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主要结构特点 进风二
补风 进风一
转子端部“两路半”通风示 意
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东方600MW 等级汽轮发电机的发展
原型机
整体机座型
三段式机座型
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东方600MW 等级汽轮发电机的发展
600MW 0.9功率因数 33oC 冷却器进水
660MW 0.9功率因数 38oC 冷却器进水
660MW 0.85功率因数 700MW 0.9功率因数 36oC 冷却器进水
集电环及其冷却风扇
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主要结构特点
集电环结构及风路简图
集电环上加工有轴向和径向通风孔。两集电环间的同轴离心式风扇对集电环及 电刷进行强迫冷却。
1、集电环自带离心式风扇，拥有独立的进出风道，减少碳粉对集电环的污染，另也加强了集电 环的冷却。 2、集电环材质T10A，材料对硬度及均匀性有要求，提高其耐磨和腐蚀性。 3、集电环直径φ343，最小允许直径φ340，其线速度(53.88m/s)低。 4、含天然石墨材料粘结而成的摩根电刷NCC634，有较低的摩擦系数和一定的自润滑作用.
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主要结构特点 单流环式油密封方式
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主要结构特点
稳定轴承
滑环外端设有的稳定轴承(压振器),对抑制轴端振动十分有效。
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主要结构特点
定子上下层水电连接
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主要结构特点
定子绕组槽内固定
1、发电机运行时，定子线棒的槽内部分受到各种交变电磁 力的作用。上下层线棒之间的相互作用和定子铁心的影 响所产生的径向力(F∝I12/bN)起主要作用。短路时每厘 米线棒上所受的电磁力可达几百公斤，线棒若不压紧就 会在槽内出现双倍频率的径向振动。 2、线棒电流与励磁磁通的相互作用还会产生一个与转子旋 转方向相同的切向力，使线棒压向槽壁。如果出现振动， 就会使线棒与槽壁发生摩擦，这不仅使绝缘磨损，而且 还会使绝缘、股线疲劳变形，导致绕组寿命降低。 3、从上述原因知定子线棒须在径向和切向上紧固定。
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三段式机座型
中段定子运输重258t
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主要结构示意图
定子线圈端部支撑 氢气冷却器 定子铁心 转子线圈 轴承 转子 定子绕组 集电环 刷盒 风扇 护环 套管型CT 高压出线套管
定子绕组水系统
氢气系统
密封油系统
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定子绕组
主要结构特点
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主要结构特点
水接头
电连接片
线圈水盒焊接检查:冷热循环试验真空气密试验电气试验
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600MW 等级汽轮发电机主要参数
冷却方式 氢压 冷却器进水温度 绕组连接方式 出线端子数量 绝缘等级 瞬变电抗Xd' 超瞬变电抗Xd'' 轴振 噪音 水氢氢 0.45 MPa 38 0C 星型 6 F ≤0.30 (P.U.) ≥0.15 (P.U.) ≤0.075 mm (P/P) ≤90 dB(A)
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600MW 等级汽轮发电机主要参数
发电机型号 额定功率 额定电压 功率因数 额定转速 频率 QFSN-660-2-22 660MW 22 kV 0.90 3000 r/min 50 Hz
相数
短路比 效率
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3
≥ 0.54 ≥ 98.95 %
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主要结构特点
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主要结构特点
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主要结构特点
滑环风扇 滑环直径 340
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600MW 等级
汽轮发电机 技术简介
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东方电机600MW等级汽轮发电机技术背景
东方/日立600MW汽轮发电机合作模式
联合设计 合作制造
600MW GENERATOR
Manufactured by
DFEM
under the License from
ITOCHU CORP / HITACHI LTD
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日立公司设计参考机组
参考电站之一：北海道占东厚真电站 670 MVA 19 kV 50 Hz 0.9 PF 4.2 kg/cm2g H2
绝缘支架 加强环 铜支架及滑动销
拉紧装置
定子端部绕组
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绑环
适形材料
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主要结构特点 定子端部自由伸缩结构
机组负荷的变化将导致各部 件温升的变化。由于各部件 材料的热涨性能差异，将会 在各结构件间产生位移，为 避免此位移产生的应力对结 构件的破坏，定子绕组端部 设计为自由伸缩结构。 通过端部绕组的自由移动， 释放热应力，避免对端部绕 组的损伤，保证了定子端部 结构的可靠性。
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主要结构特点
铁心端部结构
■ STEPPED TEETH
■ END DUCT WITH SLOT ■ TEETH CUT SLITS
CORE BACK Axial leakage Magnetic flux Eddy current
CORE TEETH
Teeth slits
cut
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主要结构特点
新型卡套式刷盒和碳刷
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主要结构特点
端盖和椭圆瓦轴承
端 盖 轴 承 装 配
轴 瓦
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主要结构特点
铁心
高导磁低损耗的冷轧硅钢片 定子冲片涂带无机填料的F 级绝缘漆以提高绝缘性能 定子铁心箍紧技术，提高铁 芯刚度 铁心端部采用整体压圈和全 铜屏蔽
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双机座型
整体机座型
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整体机座型
定子运输重320t
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双机座型
内定子运输重230t
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120 0C（RTD） 85 0C（TC） 120 0C（TC） 115 0C（电阻法) 120 0C（温度计)
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600MW 等级汽轮发电机主要参数
漏 氢 量 冷却器容量 12 m3/天 一组冷却器退出运行时 发电机可带 80 % 负荷运行 机组采用主要标准： IEC 60034-1 IEC 60034-3 GB/T 7064-96 ANSI C50.10 ANSI C50.13 IEEE 115-83 励磁方式 静止可控硅
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东方600MW汽轮发电机技术特点
设计容量大：
额定728MVA/660MW
合理的电磁参数：22 kV 额定电压 短路比高: 0.54
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东方电机600MW 等级汽轮发电机外形
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日立公司设计参考机组 参考电站之二： 九州松埔电站 778 MVA／25 kV
60 Hz／3600 r/min
0.9 PF
4.2 kg/cm2g H2
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主要结构特点
机座 机座由钢板焊接 而成 支撑 铁心和定子线圈 形成冷却风道
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主要结构特点
铁心隔振结构
轴向弹簧板 隔振，隔振 系数５～8， 有效地减弱 铁心振动对 基础的影响
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主要结构特点
600MW 等级发电机
径向多流通风系统示意图
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主要结构特点
转子本体气隙取气风路示意
旋转方向 槽楔 楔下垫条 进风 槽衬 槽底垫条
匝间垫 条
导线 出风
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600MW 等级汽轮发电机主要参数
调峰能力 允许启停次数 10000 次 允许负荷突变量 50 %以上 负序能力 I2 = 8 % I22t = 10s （t不大于120秒) 46 0C 45 0C
冷风温度 定子线圈进水 温度限值 定子绕组 定子绕组出水 定子铁心 转子绕组 集电环
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主要结构特点
wk.baidu.com转子
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主要结构特点
整体联轴器 （与转轴为一体）
风叶
Mn18Cr18 护环
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